Modélisation de l'effet tunnel résonnant dans des hétérostructures double barrière en vue d'applications analogiques très hautes fréquences
par Loïc de Saint Pol
Thèse de doctorat en Électronique
Sous la direction de Didier Lippens.
Soutenue en 1990
à Lille 1 .
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Résumé
Ce travail traite des techniques de modélisation des caractéristiques de conduction par effet tunnel résonnant et non résonnant dans des hétérostructures de semi-conducteurs de type double barrière. Les programmes de simulation donnent accès aux probabilités de transmission en régime établi et transitoire avec pour chacun des apports de modélisation, dans la mesure du possible, une confrontation théorie-expérience. Tout d'abord, nous décrivons les algorithmes basés sur le formalisme des matrices de transfert. Ce type de modélisation permet une étude des caractéristiques de conduction. Une approche analytique permet également de discuter des extremums de courant en fonction des paramètres structuraux. Nous focalisons ensuite notre travail sur les évolutions des niveaux d'énergie quasi liés en fonction du potentiel de confinement. Nous précisons l'influence du champ électrique interne, les passages entre états de forte et faible conduction, ce qui nous permet de mettre en évidence le caractère antinomique entre une forte densité de courant pic et un contraste de courant élevé. La prise en compte de la réaction de charge d'espace et d'un transport partiellement non cohérent font l'objet d'une troisième partie. Pour traiter ces problèmes nous avons été amenés à développer des logiciels spécifiques calculant de manière autoconsistante le potentiel et la charge électronique. Les effets de bistabilité intrinsèque et la formation d'une couche d'accumulation dans l'émetteur sont plus particulièrement étudiés. Puis, les limitations fréquentielles des diodes tunnel résonnant sont étudiées en simulant la propagation d'un paquet d'ondes Gaussien
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Titre traduit
Modeling of resonant tynneling effect in double barrier heterostructures for very high frequency analog applications
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